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研究生:廖永富
研究生(外文):YUNG-FU LIAO
論文名稱:應用田口方法分析鈦合金切削之表面粗糙度與參數最佳化
論文名稱(外文):Analysis of Surface Roughness and Parameter Optimization for Titanium Machining Based on Taguchi Method
指導教授:羅致卿
指導教授(外文):Chih-Ching Lo
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:材料與製造工程所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:表面粗糙度田口方法鈦合金切削加工
外文關鍵詞:surface roughnesstitanium alloymachiningTaguchi method
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表面粗糙度是評定加工品質最為重要的因子之一。本文係針對鈦合金(Ti-6Al-4V ELI)之切削加工,設定表面粗糙度為性能指標,運用田口方法之望目品質特性來進行實驗規劃與分析工作。其中,主要之切削參數因子包含主軸轉速、進給速率、及切削深度。藉由直交表實驗規劃,先判斷其相關因子與水準的重要程度,然後求得最佳之切削加工參數組合。最後,以此提升加工品質與加工效率達到337.7%。
Surface roughness is one of the most important factors for evaluating machining quality. In the thesis, the surface roughness is set as the performance index and the study is focused on the machining of the titanium alloy (Ti-6Al-4V ELI). In the analysis, the machining parameters include the spindle speed, feed rate, depth of cut, etc. Based on the Taguchi method, an orthogonal table is scheduled to determine the concerned factors and the level of importance, and then to obtain the optimal set of machining parameters. Consequently, we have achieved the improvement in machining quality and efficiency reached 337.7%.
誌謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 3
1.3研究目的 5
1.4本文架構概述 6
第二章 研究方法與理論 7
2.1銑削原理[15-16] 7
2.1.1輪廓銑削 7
2.1.2逆銑削 7
2.1.3順銑削 7
2.1.4材料移除率 8
2.1.5鈦合金加工[17] 8
2.2 表面粗糙度[18-19] 10
2.2.1表面粗糙度定義 10
2.2.2 粗糙度形成原因[19-20] 12
2.3 田口方法[21] 14
2.3.1使用田口方法的步驟 14
2.3.2實驗設計法(Experimental Design Methods) 15
2.3.3直交表概觀(Overview Of Orthogonal Arrays) 16
2.3.4品質損失 17
2.3.5品質計量S/N比 18
2.3.6變異分析 20
2.3.7製程能力與標準差[22-23] 21
第三章 實驗設備與實驗方法 25
3.1實驗流程 25
3.2實驗測試設備、刀具與材料 27
3.2.1三軸切削中心加工機 27
3.2.2表面粗糙度量測儀 28
3.2.3銑削刀具 30
3.2.4加工材料 31
3.3因子與水準參數決定 32
3.3.1問題概述 32
3.3.2 Ti-6Al-4V ELI切削加工的品質特性(y)分析 35
3.3.3 Ti-6Al-4V ELI切削加工Level Setting 35
3.3.4選用直交表 36
3.4加工路徑規劃 38
3.5表面粗糙度量測與紀錄 40
第四章 實驗結果與討論 42
4.1表面粗糙度數值S/N比計算 42
4.2 S/N比數值分析 44
4.3 Y AVG數值分析 46
4.4計算與預估最佳加工參數 48
4.4.1第一階段預估控制因子最佳水準之S/N比數值(db) 48
4.4.2預估原始加工參數控制因子水準之S/N比數值(db) 49
4.4.3第二階段調整預估控制因子最佳水準之表面粗糙度數值(Ra) 49
4.4.4預估原始加工參數條件與最佳條件之差異 50
4.4.5變異數分析(ANOVA) 51
4.5驗證實驗 52
4.5.1原始加工參數條件與最佳條件之水準參數 52
4.5.2驗證加工數據紀錄 52
4.5.3驗證加工數據分析 53
4.5.4原始加工參數條件與最佳條件數據比較 54
4.6 效率提升 56
第五章 結論與未來展望 57
5.1結論 57
5.2未來展望 57
參考文獻 59
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